가스배관 건전성평가는 배관에 결함이 존재할 때 이를 탐지하는 배관검사와 결함평가 및 결함보수로 크게 나눌 수 있다. 결함탐지는 다양한 피그 및 비파괴검사, 관로순찰, 방식전류, 수압시험 등으로 매설배관에 발생한 각종 결함을 알아내는 것이다. 배관사고 예방체제는 각 배관마다 환경이 다르기 때문에 다르게 설정해야 하는데, 현재 다양한 피그 사용, 음극방식 감시 시스템, 가스누설탐지 순찰, 수압시험, 타공사 감시, 지반침하량 측정 등 배관의 유지 기술이 상당히 발달하고 있다. 특히 운용중인 가스배관 내부에서 배관 내외부의 손상을 탐지하는 인텔리전트 피그의 중요성이 높아지고 있다.
결함평가는 결함크기, 작용응력, 재료특성, 사용환경에 따른 파괴역학적 평가방법을 도입하여 보수방법을 결정하는 일련의 작업을 의미한다. 이때 사용적합성평가(Fitness-For-Purpose)를 통해 효율적이고 안전한 보수방안을 결정하는 것도 중요한 일이다. 각종 결함평가에는 결함의 크기, 종류, 원인과 파괴인성, 피로 등 재료특성 데이터 및 실제배관크기시험을 통해 결함잔류강도와 내압에 따른 결함진전양상을 파악한 데이터를 활용한다. 배관에 대한 대체, 보수, 재코팅, 재검사 등이 대처방안으로 결정되면 보수기준에 따라 안전한 보수가 이루어져야 한다. 배관보수나 대체는 안전성뿐 아니라 경제성도 고려돼야 한다. 예를 들어 미국에서 30인치, 500∼750MMcfd(million cubic feet/day)배관의 경우 운송물량가치가 100만달러/일(1992년 기준)이고, 16인치 배관 대체비용은 25만∼50만달러/마일이며 30인치 배관 대체비용은 60만∼300만달러/마일(1991년 기준)이다. 배관에 대한 사용적합성평가는 안전하고 안정적인 천연가스 공급뿐만 아니라 경제적 효율성도 감안한 방식이 확립돼야 한다. 이를 통해 안전이 확보된 보수횟수를 감소시키고 장기적인 배관 운용정책도 규정할 수 있다.
결함보수는 절단 및 대체, 그라인딩, 육성용접, 슬리브덮개 용접, 복합재료 사용, Hot Tapping등 다양한 방법이 있다. 각 방안마다 장단점이 있으며 어느 경우라도 안전성이 검증된 방안을 사전에 구비하고 있어야 한다. 배관보수기준을 수립할 때에는 최대결함크기 및 분포, 최소재료특성, 최대작용응력, 최대부식속도, 최대검사오차, 검사능력, 배관두께 및 관경, 운용조건 등을 감안하여 배관 잔여수명을 결정하는 작업이 필요하다.
아울러 배관사고를 예상하여 사고발생 형태 및 빈도, 외부누출이나 폭발과 같은 사고결과, 열, 독성, 압력 등의 영향과 위험도예측 등 영향평가도 이루어져야 한다. 즉 가스조성, 파손형태, 배관재료상태, 배관운용조건, 주변환경 등을 입력인자로 하여 사회적 위험도와 손상정도를 미리 예측할 수 있는 프로그램이 필요하다.
현재 한국가스공사 연구개발원에서는 위에서 언급한 가스배관 결함탐지, 결함평가, 결함보수 및 위험도평가에 대한 연구를 다양하게 수행하고 있다. 우리나라에서 연구가 미진한 분야인 배관건전성평가분야에 대한 관심과 연구가 가스산업 각계에서 이루어지기를 기대한다.